[发明专利]水轮发电机组大轴补气阀开度监测装置及方法

说明书

一种水轮发电机组大轴补气阀开度监测装置及方法，通过在补气阀的护筒上设置与其连接的缓冲装置，缓冲装置的活塞与阀杆一端连接，位于阀盘上部与其垂直设置有激光测距仪，当机组运行转动时，阀盘由于真空压力差产生上下位移，通过激光测距仪测得阀盘上下位移的数值，PLC控制器对获取的无效数据进行剔除后，将开度数据传输给图形显示器，通过图形显示器显示开度和时间的波形关系图。本发明克服了原水轮机补气阀开闭时冲击力大，补气开度无法监测的问题，具有结构简单，实时监测阀盘位移动态，掌握补气阀的开度规律，避免阀盘变形、阀杆断裂、补气噪音过大，操作简单方便的特点。

技术领域

本发明属于水轮机组运行监测技术领域，涉及一种水轮发电机组大轴补气阀开度监测装置及方法。

背景技术

为了满足水轮机在部分负荷工况下稳定运行的要求，一般设置有通过发电机上端轴顶部向转轮下方补入自然空气的补气系统；该补气系统由进气管、补气阀、补气管、逆止阀、消音装置等组成的补气阀。其工作原理为：机组正常运行情况下，补气阀处于常闭状态，待运行机组出现非最优工况时，随着尾水管真空度增加，补气阀阀盘在压力差的作用下，克服弹簧的弹力，阀盘打开向机组尾水管补入自然空气，补气完成后，阀盘在弹簧弹力作用下关闭；运行过程中补气阀随着大轴旋转。该结构存在的问题是：阀盘在复位关闭的过程中，受到的冲击过大，容易造成阀盘变形、阀杆断裂、补气噪音过大，使用寿命缩短；其次，补气阀的开度无法监测。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种水轮发电机组大轴补气阀开度监测装置及方法，结构简单，采用在补气阀的护筒上设置与其连接的缓冲装置，缓冲装置的活塞与阀杆一端连接，位于阀盘上部与其垂直设置有激光测距仪，当机组运行转动时，阀盘由于真空压力差产生上下位移，激光测距仪测得阀盘上下位移的数值，PLC控制器对获取的无效数据进行剔除后，将开度数据传输给图形显示器，图形显示器显示开度和时间的波形关系图，实时监测阀盘位移动态，掌握补气阀的开度规律，避免阀盘变形、阀杆断裂、补气噪音过大，操作简单方便。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种水轮发电机组大轴补气阀开度监测装置，它包括与阀座配合的阀盘、与阀盘连接的阀杆，套设在阀杆上位于护筒内的弹簧，以及与阀座连通的补气管和排水管；所述护筒上端连接有缓冲装置，缓冲装置的活塞与阀杆一端连接；所述阀盘垂直的上方设置监测系统，监测系统对阀盘的开度进行监测。

所述护筒与连接板连接与阀座配合，与导向杆配合的导向座与连接板一侧连接，导向杆与阀盘连接。

所述缓冲装置包括与活塞筒配合的活塞，活塞筒与护筒连接。

所述监测系统包括与激光测距仪电性连接的PLC控制器，以及与PLC控制器电性连接的图形显示器。

所述激光测距仪射出的光束垂直于阀盘。

所述PLC控制器用于记录、分析阀盘开度规律。

所述图形显示器用于显示阀盘开度波形变化。

所述监测系统的激光测距仪到阀盘的距离为Ha，激光测距仪到连接板的距离为Hb，阀盘垂直移动的范围为0~160mm，激光测距仪捕捉到的距离值为Hi，阀盘的开度距离Wi=Hi-Ha。

所述激光测距仪将测量到的值Hi转化为4~20mA量送PLC监控系统，PLC对该数据进行转换和处理；如Hi=Hb，则该数据为无效数据，如Ha≤Hi≤（Ha+160）则Hi为有效数据，计入系统，得出补气阀开度Wi。

如上所述的水轮发电机组大轴补气阀开度监测装置的监测方法，它包括如下步骤：

S1，安装缓冲装置，将缓冲装置的活塞筒与阀杆端头连接固定；

S2，安装激光测距仪，将激光测距仪安装于机头盖板下侧，激光测距仪发出的激光垂直于阀盘；PLC控制器与激光测距仪和图形显示器连接；